Dna Flashcards
DNA/RNA
είνα μακρομόρια, αποτελούνται απο νουκλεοτίδια
μια πεντόζη DNA-δεσοξυριβόζη, RNA-ριβόζη
μια φωσφορική ομάδα και αζωτούχες βάσεις
DNA: G:γουανίνη, T:θυμίνη, C:κυτοσίνη, A:αδενίνη
RNA: G:γουανίνη, T:θυμίνη, C:κυτοσίνη,U:ουανίνη
Η αζωτούχος βάση συνδέεται στον 1ο άνθρακα της δεσοξυριβόζης ή της
ριβόζης
Η φωσφορική ομάδα συνδέεται στον 5ο άνθρακα της δεσοξυριβόζης ή της
ριβόζης
φωσφοδιεστερικός δεσμός
Μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα >
σχηματίζεται από την ένωση
πολλών νουκλεοτιδίων με
ομοιοπολικό δεσμό > ο δεσμός
αυτός ονομάζεται
φωσφοδιεστερικός.
Ο δεσμός αυτός δημιουργείται
μεταξύ του ΟΗ του 3 ́άνθρακα της
πεντόζης και της φωσφορικής
ομάδας που είναι συνδεδεμένη
στον 5 ́άνθρακα της πεντοζης (του
επόμενου νουκλεοτιδίου)
Πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα του DNA
(α) Έχει ένα σκελετό που αποτελείται
από επανάληψη των μορίων
φωσφορική ομάδα – πεντόζη –
φωσφορική ομάδα
(β) Το πρώτο νουκλεοτίδιο έχει πάντα
μια ελεύθερη φωσφορική ομάδα
στον 5 ́άνθρακα της πεντόζης
(γ) Το τελευταίο νουκλεοτίδιο έχει
ελεύθερο ΟΗ του 3 ́άνθρακα της
πεντόζης
(δ) Επιμηκύνεται πάντοτε με
κατεύθυνση 5 ́προς 3 ́ δηλαδή
δημιουργείται πάντοτε ένα
καινούργιο 3 άκρο. Γι αυτό ο
προσανατολισμός της
πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας είναι
5 ́προς 3 ́.
Το DNA
αποτελείται από δύο
πολυνουκλεοτιδικές
αλυσίδες που
σχηματίζουν στο
χώρο μια
δεξιόστροφη έλικα
Η διπλή έλικα έχει
σταθερό σκελετό που
αποτελείται από
επαναλαμβανόμενα μόρια
φωσφορικής ομάδας –
δεσοξυριβόζης –
φωσφορικής ομάδας
ενωμένων με
φωσφοδιεστερικό δεσμό.
Ο σκελετός αυτός είναι
υδρόφιλος και βρίσκεται στο
εξωτερικό του μορίου. Στο
εσωτερικό βρίσκονται οι
αζωτούχες βάσεις που είναι
υδρόφοβες
Οι αζωτούχες βάσεις της
μιας αλυσίδας συνδέονται με
δεσμούς υδρογόνου με τις
αζωτούχες βάσεις της άλλης
αλυσίδας με βάση τον
κανόνα
συμπληρωματικότητας
Α=Τ, Τ=Α, G_C, C=G.
Οι δεσμοί Η που
αναπτύσσονται μεταξύ των
βάσεων σταθεροποιούν τη
δευτεροταγή δομή του
μορίου.
Α=Τ, Τ=Α
Δύο δεσμοί υδρογόνου
G C, C G
Τρεις δεσμοί υδρογόνου
Οι δύο αλυσίδες ενός μορίου DNA
είναι συμπληρωματικές, συνεπώς η
αλληλουχία της μιας καθορίζει την
αλληλουχία της άλλης.
Η συμπληρωματικότητα έχει τεράστια
σημασία για τον αυτοδιπλασιασμό
του DNA.
Αυτή η ιδιότητα του το καθιστά το
καταλληλότερο μόριο για τη
διατήρηση και μεταβίβαση της
γενετικής πληροφορίας .
Κάθε αλυσίδα χρησιμεύει ως καλούπι
για τη σύνθεση μιας
συμπληρωματικής αλυσίδας: τελικά
σχηματίζονται δύο δίκλωνα μόρια
DNA πανομοιότυπα με το μητρικό.
Οι δύο αλυσίδες είναι
αντιπαράλληλες δηλ. το 3 ́άκρο
της μιας είναι απέναντι από το
5 ́άκρο της άλλης.
αντιγραφή
Η διπλή έλικα ξετυλίγεται και κάθε αλυσίδα λειτουργεί ως καλούπι για τη
σύνθεση μιας νέας συμπληρωματικής αλυσίδας.
Τα δύο θυγατρικά μόρια που προκύπτουν είναι πανομοιότυπα με το μητρικό
και καθένα αποτελείται από μια παλιά και μια καινούργια αλυσίδα.
Ο μηχανισμός ονομάστηκε ημισυντηριτικός.
τι περιέχει το DNA του κάθε οργανισμού
*Οδηγίες που καθορίζουν
τη δομή και λειτουργία του
οργανισμού
*Πληροφορίες που
εξασφαλίζουν τον
αυτοδιπλασιασμό του
(επομένως μεταβιβάζονται
οι γενετικές πληροφορίες
στους απογόνους)
τι περιέχει το DNA του κάθε οργανισμού
*Οδηγίες που καθορίζουν
τη δομή και λειτουργία του
οργανισμού
*Πληροφορίες που
εξασφαλίζουν τον
αυτοδιπλασιασμό του
(επομένως μεταβιβάζονται
οι γενετικές πληροφορίες
στους απογόνους)
έκφραση της γενετικής πληροφορίας
Η έκφραση της γενετικής πληροφορίας γίνεται:
*Πρώτα με τη μεταφορά των πληροφοριών του DNA στο RNA =
μεταγραφή
*Το RNA μεταφέρει την πληροφορία στις πρωτεΐνες = μετάφραση
Οι πρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για τη δομή και λειτουργία του οργανισμού
το DNA αυτοδιπλασιάζεται μεταγράφεται σε RNA και στην συνέχεια μεταφράζεται σε πρωτεΐνες(κεντρικό δόγμα)
αντιγραφή DNA σε περίπτωση ιού
Ορισμένοι ιοί, οι ρετροιοί έχουν RNA ως γενετικό υλικό και
διαθέτουν το ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση που χρησιμοποιεί
ως καλούπι το RNA για να συνθέσει DNA.
Ακόμη σε ορισμένους ιούς το RNA έχει την ικανότητα να
αυτοδιπλασιάζεται.
τι είναι η γενετική πληροφορία
Είναι η καθορισμένη σειρά
αζωτούχων βάσεων των
νουκλεοτιδίων του DNA η
οποία υπάρχει σε κάθε
γονίδιο του DNA.
Τα γονίδια δια μέσου της
μεταγραφής και της
μετάφρασης καθορίζουν τη
σειρά των αμινοξέων στις
πολυπεπτιδικές αλυσίδες.
(α) Η αντιγραφή του DNA
διαιωνίζει τη γενετική
πληροφορία
(β) Η μετάφραση
χρησιμοποιεί την
πληροφορία για κατασκευή
πολυπεπτιδίων
(γ) Η μεταγραφή καθορίζει
ποια γονίδια θα εκφραστούν,
σε ποιους ιστούς και σε ποια
στάδια της ανάπτυξης.
είδη μορίων RNA που παράγονται με τη μεταγραφή
Αγγελιαφόρο RNA (mRNA)
Μεταφέρει την πληροφορία του DNA για την παραγωγή της πολυπεπτιδικής
αλυσίδας
Το μεταφορικό RNA (tRNA)
Κάθε μόριο tRNA αναγνωρίζει και συνδέεται με ένα αμινοξύ και το μεταφέρει
στη θέση της πρωτεϊνοσύνθεσης.
Το ριβοσωμικό RNA (rRNA)
Συνδέεται με πρωτεΐνες και σχηματίζει το ριβόσωμα
Το μικρό πυρηνικό RNA (snRNA)
Είναι μικρά μόρια RNA τα οποία συνδέονται με πρωτεΐνες και σχηματίζουν
μικρά ριβοζονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια, τα οποία καταλύουν την
ωρίμανση του mRNA.
Τα πρώτα 3 υπάρχουν τόσο σε προκαρυωτικούς όσο και
σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς.
Το 4ο υπάρχει μόνο σε ευκαρυωτικούς.
μεταγραφή του DNA
Ο μηχανισμός της μεταγραφής του DNA είναι ο ίδιος σε όλους
τους οργανισμούς.
* Το ένζυμο που καταλύει τη μεταγραφή είναι η RNA
πολυμεράση.
* Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς υπάρχουν 3 είδη αυτού του
ενζύμου.
* Το ένζυμο που ειδικεύεται στη σύνθεση mRNA λέγεται RNA
πολυμεράση ΙΙ.
μεταγραφή του DNA(στάδια)
Έναρξη
Η RNA πολυμεράση ΙΙ
προσδένεται σε μια
περιοχή του DNA που
λέγεται υποκινητής με τη
βοήθεια της ειδικής
πρωτεΐνης που
ονομάζεται μεταγραφικός
παράγοντας
Επιμήκυνση
Η RNA πολυμεράση ΙΙ αφού
προσδεθεί αρχίζει να
ξεδιπλώνει τις αλυσίδες του
DNA και ξεκινά τη μεταγραφή.
Στη συνέχεια τοποθετεί τα
ριβοζονουκλεοτίδια απέναντι
από δεσοξυριβοζονουκλεοτίδια
μιας αλυσίδας του DNA
σύμφωνα με τον κανόνα της
συμπληρωματικότητας των
βάσεων με τη διαφορά ότι
απέναντι από την Αδενίνη
τοποθετεί νουκλεοτίδιο
Ουρακίλης αντί Θυμίνης.
Λήξη
Η σύνθεση του RNA
σταματά στο τέλος του
γονιδίου, όπου ειδικές
αλληλουχίες οι οποίες
ονομάζονται αλληλουχίες
λήξης της μεταγραφής
επιτρέπουν την
απελευθέρωση του RNA.
Το μόριο RNA είναι
συμπληρωματικό προς
μια αλυσίδα της διπλής
έλικας του DNA του
γονιδίου.
Η αλυσίδα αυτή λέγεται
μεταγραφόμενη η μη
κωδική
Η απέναντι αλυσίδα του
DNA του γονιδίου
ονομάζεται μη
μεταγραφόμενη ή
κωδική
Η RNA πολυμεράση ΙΙ αφού προσδεθεί αρχίζει να ξεδιπλώνει
τις αλυσίδες του DNA και ξεκινά τη μεταγραφή.
μεταγραφή συνέχεια
Στη συνέχεια τοποθετεί τα ριβοζονουκλεοτίδια απέναντι από
δεσοξυριβοζονουκλεοτίδια μιας αλυσίδας του DNA σύμφωνα με τον κανόνα
της συμπληρωματικότητας των βάσεων με τη διαφορά ότι απέναντι από την Αδενίνη τοποθετεί νουκλεοτίδιο Ουρακίλης αντί Θυμίνης.
Η μεταγραφή έχει προσανατολισμό 5’ προς 3 ́ όπως και η
αντιγραφή.
Το μόριο RNA είναι συμπληρωματικό προς μια αλυσίδα
της διπλής έλικας του DNA του γονιδίου.
Η αλυσίδα αυτή λέγεται μεταγραφόμενη η μη κωδική.
Η απέναντι αλυσίδα του DNA του γονιδίου ονομάζεται μη
μεταγραφόμενη ή κωδική
Αυτό γίνεται γιατί τα περισσότερα γονίδια είναι ασυνεχή και
εκτός των αλληλουχιών που μεταφράζονται έχουν
και αλληλουχίες οι οποίες δε μεταφράζονται σε αμινοξέα.
Το mRNA που μόλις έχει σχηματιστεί από τη μεταγραφή ενός
γονιδίου ονομάζεται πρόδρομο mRNA και περιέχει εσώνια και
εξώνια.
πρόδρομο mRNA
Το πρόδρομο mRNA μετατρέπεται σε ώριμο mRNA με τη διαδικασία της ωρίμανσης.
Κατά την ωρίμανση τα εσώνια κόβονται από μικρά ριβοζονουκλεοπρωτεϊνικά μόρια και απομακρύνονται.
Τα ριβοζονουκλεοπρωτεϊνικά μόρια αποτελούνται από ένα είδος RNA το snRNA και από πρωτεΐνες που λειτουργούν ως ένζυμα.
Κόβουν τα εσώνια και συνάπτουν τα εξώνια μεταξύ τους.
Έτσι σχηματίζεται το ώριμο mRNA το οποίο μεταφέρεται στα ριβοσώματα για την πρωτεϊνοσύνθεση.
Το ώριμο mRNA έχει δύο περιοχές που δε μεταφράζονται σε
αμινοξέα και ονομάζονται αμετάφραστες περιοχές.Η μια βρίσκεται στο 5 ́άκρο και η άλλη στο 3 ́ άκρο.
μεταγραφή του DNA-γενετικός κώδικας
Με τη μεταγραφή οι πληροφορίες που βρίσκονται στα γονίδια μεταφέρονται
στο mRNA και μετά αναγνωρίζονται (μεταφράζονται) στα ριβοσώματα σε
πρωτεΐνες.
τι είναι ο γενετικός κώδικας
Είναι η αντιστοίχιση τριπλετών (τριάδων) νουκλεοτιδίων (ή τριπλετών βάσεων) mRNA με αμινοξέα πρωτεϊνών.
Δηλ. η αλληλουχία των βάσεων στο mRNA καθορίζει την αλληλουχία αμινοξέων στην πρωτεΐνη. Γι αυτό η πρωτεϊνοσύνθεση είναι πραγματικά μια διαδικασία μετάφρασης από τη «γλώσσα» των νουκλεοτιδίων (ή βάσεων) στη «γλώσσα» των αμινοξέων.
Ονομάστηκε κώδικας τριπλέτας επειδή τρία νουκλεοτίδια αντιστοιχούν σε ένα αμινοξύ.
βασικά χαρακτηριστικά του γενετικού κώδικα
-Είναι κώδικας τριπλέτας δηλ.μια τριάδα νουκλεοτιδίων του mRNA (κωδίκιο) κωδικοποιεί ένα αμινοξύ
-Είναι συνεχής δηλ. το mRNA διαβάζεται συνεχώς ανά 3
νουκλεοτίδια χωρίς να παραλείπεται κάποιο νουκλεοτίδιο
-Είναι μη επικαλυπτόμενος δηλ. κάθε νουκλεοτίδιο ανήκει σε
ένα μόνο κωδίκιο
-Είναι σχεδόν καθολικός (παγκόσμιος) δηλ. όλοι οι οργανισμοί
έχουν τον ίδιο γενετικό κώδικα.
-Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το mRNA από οποιοδήποτε οργανισμό μπορεί να μεταφραστεί σε εκχυλίσματα φυτικών, ζωικών ή βακτηριακών κυττάρων in vitro και να παράγει την ίδια πρωτεΐνη.
(γιατί σχεδόν; Διότι έχουν παρατηρηθεί ορισμένες διαφορές στο
γενετικό κώδικα των μιτοχονδρίων των κατώτερων ευκαρυωτικών οργανισμών)
βασικά χαρακτηριστικά του γενετικού κώδικα
-Είναι κώδικας τριπλέτας δηλ.μια τριάδα νουκλεοτιδίων του mRNA (κωδίκιο) κωδικοποιεί ένα αμινοξύ
-Είναι συνεχής δηλ. το mRNA διαβάζεται συνεχώς ανά 3
νουκλεοτίδια χωρίς να παραλείπεται κάποιο νουκλεοτίδιο
-Είναι μη επικαλυπτόμενος δηλ. κάθε νουκλεοτίδιο ανήκει σε
ένα μόνο κωδίκιο
-Είναι σχεδόν καθολικός (παγκόσμιος) δηλ. όλοι οι οργανισμοί
έχουν τον ίδιο γενετικό κώδικα.Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι το mRNA από οποιοδήποτε οργανισμό μπορεί να μεταφραστεί σε εκχυλίσματα φυτικών, ζωικών ή βακτηριακών κυττάρων in vitro και να παράγει την ίδια πρωτεΐνη.(γιατί σχεδόν; Διότι έχουν παρατηρηθεί ορισμένες διαφορές στο γενετικό κώδικα των μιτοχονδρίων των κατώτερων ευκαρυωτικών οργανισμών)
-Είναι εκφυλισμένος. Με εξαίρεση δύο αμινοξέα (μεθειονίνη και τρυπτοφάνη) τα υπόλοιπα 18 κωδικοποιούνται από δύο
μέχρι 6 διαφορετικά κωδίκια. Τα κωδίκια που κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξύ ονομάζονται συνώνυμα.
-Έχει κωδίκιο έναρξης και κωδίκια λήξης. Το κωδίκιο έναρξης σε
όλους τους οργανισμούς είναι το AUG και κωδικοποιεί το αμινοξύ
μεθειονίνη. Υπάρχουν τρία κωδίκια λήξης (UAG, UGA και UAA). Η
παρουσία των κωδικίων αυτών στο μόριο του mRNA οδηγεί στον
τερματισμό της σύνθεσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας.